【題目】高鐵酸鉀(K2FeO4)具有強氧化性,可作為水處理劑和高容量電池材料。工業(yè)上生產(chǎn)高鐵酸鉀的工藝流程如下:

已知K2FeO4具有下列性質(zhì):①可溶于水,微溶于KOH溶液,難溶于異丙醇;②在0℃-5℃,強堿性溶液中比較穩(wěn)定;③在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下發(fā)生分解;④在酸性至弱堿性條件下,能與水反應(yīng)生成Fe(OH)3和O2

請完成下列填空:

(1)已知Cl2與KOH在低溫下可制得KClO,請寫出化學(xué)反應(yīng)方程式____________

(2)在“反應(yīng)液Ⅰ”中加KOH固體的目的是____________________

(3)生產(chǎn)K2FeO4的化學(xué)反應(yīng)方程式為________________,制備K2FeO4時,須將Fe(NO3)3溶液緩慢滴加到堿性的KClO濃溶液中,并且不斷攪拌,采用這種混合方式的原因是___________________。

(4)請補充完整由“反應(yīng)液Ⅱ”得到K2FeO4晶體的實驗步驟。(可選用的試劑:NaOH溶液、KOH溶液、蒸餾水和異丙醇)

① 向反應(yīng)液Ⅱ中加入飽和________,在冰水浴中靜置結(jié)晶后過濾,得K2FeO4粗產(chǎn)品;

② 將K2FeO4粗產(chǎn)品溶解在___________中,再次在冰水浴中靜置結(jié)晶后過濾,得到較純凈的K2FeO4

③ 將K2FeO4晶體再用少量__________洗滌,低溫真空干燥,得到高鐵酸鉀成品。

(5)從“反應(yīng)液Ⅱ”中分離出K2FeO4晶體后,可以得到的副產(chǎn)品有_________(寫化學(xué)式)。

【答案】Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O為下一步反應(yīng)提供反應(yīng)物,與反應(yīng)液中過量的氯氣繼續(xù)反應(yīng),生成更多的KClO2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O減少K2FeO4在過量Fe3+作用下的分解(或K2FeO4在低溫、強堿性溶液中比較穩(wěn)定等)KOH溶液KOH溶液異丙醇KNO3、KCl

【解析】試題分析:通過對K2FeO4制備過程的研究,考查氧化還原反應(yīng)方程式的書寫和配平,以及考生對化學(xué)實驗設(shè)計的理解。解答過程中需要仔細讀懂題目中對于未知知識的介紹,并且能夠合理加以運用。

解析:流程中物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系如下:

(1)根據(jù)已知,Cl2與KOH在低溫下的反應(yīng)類似與Cl2與NaOH在低溫下的反應(yīng)。答案:Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O

(2)第一步中氯氣過量,則第二步KOH是為了將氯氣反應(yīng)完全,同時生成的KClO也是以下反應(yīng)的氧化劑,可以使氯氣得到充分利用。答案:與反應(yīng)液中過量的氯氣繼續(xù)反應(yīng),生成更多的KClO,提高氯氣的利用率,為下一步反應(yīng)提供反應(yīng)物。

(3)K2FeO4是KClO與F3(NO3)3通過氧化還原反應(yīng)得到的,則有Fe(NO3)3+KClO→K2FeO4,再充分考慮溶液呈堿性配平反應(yīng)得到答案。

答案:2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O

根據(jù)已知,“已知K2FeO4具有下列性質(zhì):0℃-5℃,強堿性溶液中比較穩(wěn)定;在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下發(fā)生分解”,所以緩慢加入的Fe(NO3)3可以迅速完全反應(yīng),避免Fe3+催化K2FeO4的分解,攪拌則可以使反應(yīng)可能釋放的熱量盡快散失,避免溶液的溫度升高導(dǎo)致的產(chǎn)品分解。答案:減少K2FeO4在過量Fe3+作用下的分解(或K2FeO4在低溫、強堿性溶液中比較穩(wěn)定等)

(4)此段為K2FeO4的分離提純。①考慮到靜置過程中可能導(dǎo)致有更多的K2FeO4水解,所以應(yīng)當(dāng)加入KOH已知其水解,而加入NaOH會使結(jié)晶時產(chǎn)生鈉鹽沉淀。答案:KOH溶液。

②粗產(chǎn)品再此溶解時也容易水解,同理應(yīng)當(dāng)加入KOH溶液。答案:KOH溶液。

由于K2FeO4可溶于水,為了避免溶解損失,所以采用異丙醇洗滌,因為K2FeO4難溶于異丙醇。答案:異丙醇。

(5)根據(jù)(3)中反應(yīng)原理,分離出K2FeO4晶體后,剩余物主要是KNO3和KCl。答案:KNO3和KCl。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】2016年4月26日,歐洲航天局發(fā)布消息稱,科學(xué)家在圍繞土星公轉(zhuǎn)的最大衛(wèi)星——“土衛(wèi)六”上發(fā)現(xiàn)了純度極高的液態(tài)甲烷海?茖W(xué)家發(fā)現(xiàn),其表面有液態(tài)碳氫化合物組成的海洋,其中一個海洋之中甚至全是甲烷液體,海底覆蓋著富氧物質(zhì),海邊可能還有濕地;卮鹣铝杏嘘P(guān)甲烷的問題:

(1)以下各圖均能表示甲烷的分子結(jié)構(gòu),_______________更能反映其真實的存在狀況。(填選項字母)

(2)在光照條件下,甲烷與氯氣發(fā)生反應(yīng)生成氯仿(三氯甲烷),寫出該化學(xué)反應(yīng)方程式:_________________,該反應(yīng)的類型為_____________________。

(3)某研究性學(xué)習(xí)小組進行CH4的性質(zhì)探究實驗。

①通入高錳酸鉀酸性溶液,現(xiàn)象是______________________。

②在無色玻璃集氣瓶中與Cl2混合后光照,現(xiàn)象是_______________________。

③為了驗證CH4是否具有還原性,某小組設(shè)計了如下實驗:

實驗過程中還觀察到無水CuSO4逐漸變藍,澄清石灰水出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象,則CH4與CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________

④研究小組將CH4通入溴水時,發(fā)現(xiàn)溴水逐漸褪色,你認為原因可能是_____________

請設(shè)計一個實驗方案證明你的結(jié)論(用文字表示,不必畫實驗裝置圖)______________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】海水中含有的氯化鎂是鎂的重要來源之一。從海水中提取鎂,可按如下步驟進行:

①把貝殼制成石灰乳 

②在引入的海水中加入石灰乳,沉降、過濾,洗滌沉淀物

③將沉淀物與鹽酸反應(yīng),結(jié)晶過濾,干燥產(chǎn)物 

④將得到的產(chǎn)物熔融后電解。

關(guān)于提取鎂,下列說法不正確的是( )

A. 此法的優(yōu)點之一是原料來源豐富

B. 進行①②③步驟的目的是從海水中提取MgCl2

C. 以上提取鎂的過程中涉及的反應(yīng)都是非氧化還原反應(yīng)

D. 以上提取鎂的過程中涉及的反應(yīng)有分解反應(yīng)、化合反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】CH3CH2C≡CH的化學(xué)性質(zhì)主要取決于(  )

A. 碳碳單鍵 B. 碳碳雙鍵

C. 碳碳叁鍵 D. 碳氫鍵

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】銅元素的化合物種類很多,我們可以利用所學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的相關(guān)知識去認識和理解它們。

(1)CuSO4和Cu(NO3)2是自然界中重要的銅鹽。

① CuSO4和Cu(NO3)2中陽離子的基態(tài)外圍電子排布式為_______________。

② S、O、N三種元素的第一電離能由大到小為_____________。

③ CuSO4的熔點為560℃,Cu(NO3)2的熔點為115℃,CuSO4熔點更高的原因是________。

(2)硫酸銅溶液中滴入氨基乙酸鈉(H2NCH2COONa)即可得到配合物A,其結(jié)構(gòu)如圖所示。請回答下列問題:

① 配合物A中N原子的軌道雜化類型為__________

② 1 mol配合物A含有σ鍵的數(shù)目為_____________。

(3)CuFeS2的晶胞如圖1所示,CuFeS2的晶胞中每個Cu原子與__個S原子相連

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】保持潔凈安全的生存環(huán)境已成為全人類的共識。

(1)某日空氣中各種污染物的污染指數(shù)分別為:二氧化硫66,二氧化氮50,可吸入顆粒120。該地區(qū)的當(dāng)日首要污染物是

(2)汽車尾氣(含有烴類、CO、SO2NO等物質(zhì))是城市的污染源。治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個催化轉(zhuǎn)換器(用鉑、鈀合金作催化劑)。它的特點是使CONO反應(yīng),生成無毒氣體,并促使烴類充分燃燒及SO2的轉(zhuǎn)化。寫出CONO反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。

(3)pH 的雨水稱為酸雨;向煤中加入適量的 ,可以大大減少燃物產(chǎn)物中SO2的量。

(4)1998年我國長江流域發(fā)生百年一遇的洪水,洪水泛濫期間為解決災(zāi)民的飲用水問題,防疫人員向災(zāi)民發(fā)放明礬來凈化河水。明礬的凈水原理是 (用有關(guān)反應(yīng)的離子方程式表示)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知溫度T時水的離子積常數(shù)為KW,該溫度下,將濃度為a mol·L-1的一元酸HA與b mol·L-1的一元堿BOH等體積混合,可判定該溶液呈中性的依據(jù)是

A.a(chǎn)=b

B.混合溶液中,cH+= mol·L-1

C.混合溶液中,cH++cB+=cOH+cA

D.混合溶液的pH=7

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于電解質(zhì)的說法正確的是(
A.石墨、水銀均能導(dǎo)電,所以它們是電解質(zhì)
B.SO2溶于水能導(dǎo)電,所以SO2是電解質(zhì)
C.BaSO4在水溶液中難導(dǎo)電,但熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電,所以BaSO4是電解質(zhì)
D.導(dǎo)電能力強的是強電解質(zhì)溶液,導(dǎo)電能力弱的是弱電解質(zhì)溶液

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】【2016萬載縣校級三!肯铝蟹磻(yīng)一定能自發(fā)進行的是( )

A.放熱反應(yīng) B.熵增加的反應(yīng)

C.熵增加的吸熱反應(yīng) D.熵增加的放熱反應(yīng)

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同步練習(xí)冊答案